黎 渡

(江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424)

1 引言

隨著貴冶四期建成投產(chǎn)，熔煉車間PS轉(zhuǎn)爐共有9臺，其中一系統(tǒng)6臺，尺寸為∮4000×11700，二系統(tǒng)3臺，尺寸為∮4500×13000。四期投產(chǎn)以來，轉(zhuǎn)爐爐齡基本穩(wěn)定在220爐次左右，沒有得到突破。目前貴冶轉(zhuǎn)爐爐齡在國內(nèi)雖處于先進水平，但與國際先進水平相比較，還有較大的差距，日本東予冶煉廠爐齡已經(jīng)超過了300爐次。通過進一步優(yōu)化生產(chǎn)組織和技術改造，提高轉(zhuǎn)爐爐齡，對于提高轉(zhuǎn)爐吹煉水平，降低生產(chǎn)成本有著重要意義。

2 影響轉(zhuǎn)爐爐齡的因素分析

影響轉(zhuǎn)爐爐齡的因素較復雜，綜合分析主要有以下四方面:

(1)生產(chǎn)組織模式。貴冶轉(zhuǎn)爐目前采用的吹煉模式為不完全期交互吹煉，此模式對于提高送風時率有利，但周期停風頻次高，時間較長，爐內(nèi)溫差波動較大，容易造成耐火磚剝落，加快耐火材料損耗，影響轉(zhuǎn)爐爐齡。

(2)筑爐質(zhì)量。在生產(chǎn)實踐中，筑爐質(zhì)量對于轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)和爐齡有著重要影響[1]。

(3)耐火材料使用狀況。耐火材料的質(zhì)量尤其是風口區(qū)耐火磚使用壽命決定著轉(zhuǎn)爐使用壽命，是轉(zhuǎn)爐后期停爐的風向標。延長轉(zhuǎn)爐風口區(qū)耐火材料使用壽命對于提高轉(zhuǎn)爐爐齡起著決定性的作用。

(4)轉(zhuǎn)爐使用過程中參數(shù)控制。轉(zhuǎn)爐工藝參數(shù)如渣含硅、吹煉溫度、送風量等對爐齡均有一定影響[2]。

3 提高爐齡的措施

3.1 優(yōu)化生產(chǎn)組織

(1)調(diào)整每爐次冰銅裝入量。轉(zhuǎn)爐每爐次冰銅裝入量數(shù)據(jù)見表1，從數(shù)據(jù)分析，一系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐冰銅裝入量由原來的198t/爐次調(diào)整為194t/爐次;二系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐冰銅裝入量由275t/爐次調(diào)整為270t/爐次。雖然每爐次冰銅裝入量減少，但單爐吹煉時間縮短37min，日作業(yè)爐次提高了0.65，通過核算，日處理冰銅量不僅沒有減少，相應還有所增加，具體見表1數(shù)據(jù)。

表1 轉(zhuǎn)爐冰銅裝入量

(2)優(yōu)化B期吹煉冷料組織模式。為合理控制轉(zhuǎn)爐造銅期爐內(nèi)溫度，需要向爐內(nèi)加入高含銅物料(以下稱為“冷料”)合理控制吹煉溫度。常規(guī)冷料加入模式主要有兩種，一種為直投模式，將冷料裝入到船型料斗內(nèi)由行車直投。第二種模式為通過殘極運輸機投入。兩種模式最大的區(qū)別在于第一種模式需要轉(zhuǎn)爐搖爐才能加入，在轉(zhuǎn)爐搖爐過程中風口區(qū)溫度急劇下降，容易造成風口區(qū)表層耐火磚剝落，縮短耐火磚使用壽命。加大殘極機上機冷料率，減少造銅期冷料加入次數(shù)對于提高耐火磚使用壽命有著積極意義。殘極機機投冷料受冷料尺寸和殘極機加料速度限制，貴冶技術人員通過以下兩個措施提高了殘極機機投冷料量:①對殘極機系統(tǒng)進行改造，提高了殘極機加料速度。殘極機主要由物料運輸機、傾轉(zhuǎn)溜槽和投入塊組成，投入塊和傾轉(zhuǎn)溜槽均為液壓驅(qū)動。2010年，貴冶對殘極系統(tǒng)的液壓裝置進行升級改造，目前殘極系統(tǒng)的投料速度能夠滿足生產(chǎn)需要。②雜銅結(jié)構不合理導致上機冷料量不足。上機冷料主要有電解殘極和銅塊。目前進廠的銅塊尺寸規(guī)格不統(tǒng)一，導致上機冷料量不足，通過廠內(nèi)優(yōu)化冷料分布結(jié)構，與供貨商溝通，規(guī)范銅塊尺寸等措施，解決了上機冷料不足問題。目前殘極機冷料投入量已經(jīng)超過了50%，每爐銅因配合加冷料次數(shù)減少了4次，較好地延長了風口區(qū)耐火磚的使用壽命。

(3)降低周期停風時間，提高送風時率。送風時率越高，作業(yè)時間越長，周期停風時間越少，轉(zhuǎn)爐溫度越穩(wěn)定均衡。貴冶生產(chǎn)組織結(jié)構，轉(zhuǎn)爐吹煉采用不完全期交互模式，通過生產(chǎn)組織優(yōu)化，送風量和裝入量的調(diào)整，行車作業(yè)的合理安排，設備管理水平的提高，送風時率從75%提高到77%，改善了作業(yè)時爐內(nèi)溫度溫差波動，避免風口區(qū)耐火磚因溫差波動過大造成爆磚[3]。

3.2 提高筑爐爐修質(zhì)量

(1)更換爐口外側(cè)變型鋼套。貴冶爐口經(jīng)過多年使用，爐口外側(cè)鋼套出現(xiàn)內(nèi)卷，變型較嚴重，砌筑過程中易出現(xiàn)耐火磚外露，在生產(chǎn)過程中清理爐口時爐口易造成外側(cè)磚破損，影響轉(zhuǎn)爐爐壽命，2011年就出現(xiàn)過因爐口掉磚，側(cè)爐口燒損導致停爐的現(xiàn)象。目前，每次砌筑前，爐口鋼套變型板均要更換。

(2)爐口內(nèi)側(cè)增加保護鋼套。在長周期生產(chǎn)過程中，后期易出現(xiàn)上爐口和側(cè)爐口耐火磚掉落現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)。爐口磚砌筑完畢后，在上爐口和側(cè)爐口內(nèi)側(cè)增加保護鋼套，利用吹煉時噴濺將鋼板掛渣，避免鋼板在吹煉過程中燒損。內(nèi)側(cè)鋼套給爐口磚增加一層保護，有效地延長了爐口磚的使用壽命，避免長周期生產(chǎn)過程因爐口問題影響爐齡。

(3)嚴格執(zhí)行冶金爐窯砌筑標準，并建立完善的監(jiān)督和驗收機制，確保爐窯砌筑過程質(zhì)量過硬。

(4)將風口區(qū)填料層使用的普通澆注料改為進口鋼纖維鎂鉻澆注料。轉(zhuǎn)爐作業(yè)后期，隨著耐火磚厚度減少，風口底座易出現(xiàn)滲銅現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)。進口澆注料熱膨脹系數(shù)更高，耐沖刷能力更強，爐體升溫膨脹后，風口導管和磚縫間隙更小，改為進口澆注料后，風口區(qū)的滲銅問題得到較好解決。

3.3 延長風口區(qū)耐火磚的使用壽命。

風口區(qū)耐火磚的使用壽命對轉(zhuǎn)爐爐齡起著決定性的作用。風口區(qū)耐火磚的使用情況與吹煉工況，耐火磚的材質(zhì)以及耐火磚的長度等因素有關。技術人員通過生產(chǎn)實踐，做了如下改造。

(1)調(diào)整風口區(qū)耐火磚的配方。風口區(qū)目前使用的耐火磚為電熔再結(jié)合鎂鉻磚，該磚耐沖刷、熱穩(wěn)定性和抗渣性等性能均較佳。2010年開始，貴冶針對各個廠家的風口區(qū)耐火磚進行單獨試驗，并在試驗過程中調(diào)整耐火磚的燒結(jié)溫度和鎂鉻配比，目前風口區(qū)耐火磚使用效果較好[4]。

(2)延長風口區(qū)耐火磚的長度。貴冶使用的風口區(qū)耐火磚長度為400mm。在實際使用過程中，風口區(qū)25～30號耐火磚消耗較快，成為制約轉(zhuǎn)爐爐齡的瓶頸環(huán)節(jié)。通過將風口區(qū)耐火磚加長，能有效延長耐火磚使用的壽命。目前貴冶轉(zhuǎn)爐風口區(qū)長度調(diào)整為450mm，風口區(qū)上下側(cè)的筒體磚也由原來的400mm延長到450mm。

(3)加強對風眼底座的維護。風眼底座在頻繁的捅風眼過程中易出現(xiàn)松動，底座松動后捅風眼過程易造成底座搖晃，破壞風口磚結(jié)構，影響風口區(qū)耐火磚使用壽命。出完銅后，工藝人員使用專用工具對風口底座進行緊固，避免底座松動。

3.4 轉(zhuǎn)爐吹煉工藝參數(shù)控制。

(1)合理控制吹煉溫度，出銅溫度嚴格控制在1140℃ ～1180℃之間，渣溫不高于1250℃，避免高溫加快耐火磚損耗[5]。

(2)嚴格控制渣含硅。由于轉(zhuǎn)爐使用的耐火材料為堿性耐材，轉(zhuǎn)爐渣對耐火磚有一定的侵蝕作業(yè)，嚴格控制渣含硅在21～22%之間，在確保吹煉渣型的前提下，渣含硅越低，對爐襯維護越有利，減輕耐火磚的化學侵蝕。貴冶轉(zhuǎn)爐渣含硅嚴格控制渣含硅在 21 ～22%之間[6－7]。

(3)推行高風量吹煉模式。高風量吹煉雖然會加劇熔體對風口區(qū)的沖刷，但同時使風口區(qū)高溫反應區(qū)域前移，降低風口區(qū)作業(yè)溫度，從而降低風口區(qū)耐火材料消耗速度。經(jīng)過多年實踐，高風量吹煉模式有利于延長風口區(qū)耐火磚使用壽命[8]。

(4)嚴格控制爐體溫度[9]，定期繪制爐襯消耗曲線和爐溫曲線，在確保爐體安全前提下，更加精準掌握好停爐時間。

4 實踐結(jié)果分析

通過近年來的生產(chǎn)實踐攻關，轉(zhuǎn)爐爐齡有了較大幅度的提高，噸銅耐火材料單耗明顯下降，年筑爐次數(shù)也明顯減少，帶來了可觀的經(jīng)濟效益。

表2 爐齡攻關實踐結(jié)果分析

5 結(jié)語

通過工程技術人員的不斷摸索和實踐，轉(zhuǎn)爐爐齡有了較大幅度的提高。因工藝條件和生產(chǎn)組織模式的差異，雖與國際先進水平(東予轉(zhuǎn)爐爐齡為300爐次，但風口區(qū)耐火磚長度較貴冶長了20mm)仍有一定的差異，但貴冶通過自己的摸索，在優(yōu)化主要技術經(jīng)濟指標上向前又邁出了一大步。轉(zhuǎn)爐爐齡的提高只是貴冶經(jīng)濟技術指標不斷優(yōu)化的一個縮影，隨著國內(nèi)耐火材料生產(chǎn)工藝的不斷進步，耐火材料性能不斷提高為轉(zhuǎn)爐進一步提高轉(zhuǎn)爐爐齡提供了有利條件。貴冶技術人員自主創(chuàng)新，積極應用新型耐火材料，結(jié)合科學監(jiān)控手段，在確保生產(chǎn)安全順行的基礎上，實現(xiàn)了爐齡指標的持續(xù)優(yōu)化，冶煉成本穩(wěn)步降低，為工廠長周期生產(chǎn)提供了有力支撐。

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